Circuitul integrat, prescurtare în engleză: IC, de la integrated circuit, pronunție /ai si/ (v. AFI), prescurtare în română C.I., este un dispozitiv electronic alcătuit din mai multe componente electrice și electronice interconectate, pasive și active, situate pe o plăcuță de material semiconductor (făcută de exemplu din siliciu), dispozitiv care în cele mai multe cazuri este încapsulat într-o capsulă etanșă prevăzută cu elemente de conexiune electrică spre exterior, numite terminale sau pini („piciorușe”).
Un circuit integrat, mărit
I se mai spune și “cip”, de la cuvântul englez chip.
Istorie
Primul care a teoretizat ideea a fost britanicul Geoffrey Dummer, care pe acea vreme lucra la “Royal Radar Establishment“. Dar părintele circuitului integrat este considerat americanulJack Kilby, care l-a creat pe când lucra la “Texas Instruments“. Șase luni mai târziu, Robert Noyce, (co-fondator al “Intel“) vine cu propria sa variantă pe bază de siliciu, pe când cel al lui Kilby fusese bazat pe germaniu.
Primele aparate de radio erau echipate cu circuite integrate în etajul audio; apoi au apărut și primele receptoare TV echipate cu circuite integrate, radiocasetofoane, și până la roboții industriali și multe altele, fapt determinat de pătrunderea automatizării în procesele de producție.
După etapa mecanizării omul îndeplinește în principal funcția de conducere a proceselor tehnologice de producție. Operațiile de conducere necesită un efort fizic neglijabil, dar un efort intelectual important. Pe de altă parte unele procese tehnice se desfășoară foarte rapid, astfel că viteza de reacție a unui operator uman ar fi insuficientă pentru a transmite o comandă necesară în timp util. Astfel, la un anumit stadiu de dezvoltare a proceselor de producție devine necesar ca o parte din funcțiile de conducere să fie transferate unor echipamente și aparate specializate, de automatizare. Omului îi rămâne însă sarcina supravegherii generale a funcționării instalațiilor automatizate și adoptarea deciziilor și soluțiilor de perfecționare și optimizare.
Prin automatizarea proceselor de producție se urmărește asigurarea tuturor condițiilor de desfășurare a acestora fără intervenția operatorului uman. Unele consecințe sunt: creșterea performanței tehnice, a fiabilității produselor, scăderea prețului de cost.
Detalii
Un IC este un ansamblu de componente electrice și electronice discrete (diode, tranzistoare, rezistențe, condensatoare și chiar bobine) montate pe un suport de siliciu miniatural numit „cip”. Aceste ansambluri au fost standardizate și au căpătat forme de capsule cu diferite dimensiuni și număr de terminale. Numărul componentelor a crescut în timp de la câteva sute la milioane de componente pe cip (de ex. în cazul microprocesoarelor).
Cele mai simple circuite integrate sunt cele logice, fabricate încă de la începuturi și în România, de ex. seria CDB (Circuit Digital Bipolar) tipului TTL cu membrii
- CDB 400 E: 4 porți ȘI-NU
- CDB 402 E: 4 porți SAU-NU
- CDB 403 E: 4 porți ȘI-NU cu colectorul în gol pentru realizarea funcțiilor SAU-CABLAT
- CDB 404 E: 6 inversori
și altele, care conțineau maxim 4 tranzistoare, 2 diode, și 4 rezistențe pe fiecare poartă, ele putând fi construite ușor și din componente discrete. Aceste porți au fost folosite la fabricarea de calculatoare și în automatizări, unde era necesar un număr de sute și chiar mii de IC-uri.[1]
Circuitele integrate de tip TTL au dus la microprocesoare simple ca de ex.: procesorul de 1 bit PC 14500, numărătorul de program de 4 biți PC 14104 sau demultiplexor 1:8 cu memorie.
Circuitele integrate logice, care au fost folosite cu zecile de mii în primele calculatoare, dar și în alte aplicații industriale de automatizare și robotizare, au netezit calea spre realizarea circuitelor integrate liniare, care puneau probleme noi, generate de complexitatea structurii, de particularitățile procesului tehnologic, de varietatea metodelor și a aparaturii de testare.
Circuitele integrate sunt de mai multe tipuri: analogice, logice, lineare, digitale etc. În funcție de caracteristicile funcționale și de domeniul de aplicații cele analogice au fost grupate pe familii: amplificatoare operaționale (AO), circuite de uz industrial, circuite de audio, radio și TV, arii de diode și tranzistoare. Totuși ele nu pot fi clasificate foarte exact după criterii prestabilite, deoarece au domenii de aplicare foarte largi.
Circuitul integrat în România
Începând din anul 1974 au fost produse primele circuite integrate analogice-liniare cu aplicații în domeniul audio, radioreceptoare și televizoare. A devenit imperios necesară asimilarea circuitelor integrate liniare care să preia funcțiile etajelor clasice cu tuburi electronice sau cu tranzistoare. S-au născut primele aparate de radioreceptoare cu circuite integrate cu etajele de radiofrecvență și frecvență intermediară integrată într-un cip de TBA 570, cu decodor stereo de tip A758 și cu etajul final audio de tip TCA 150, care la vremea aceea situau produsele la nivelul de vârf al tehnicii mondiale.
Principalul producător de circuite integrate și alte componente a fost IPRS Băneasa, o fabrică unde au fost produse și alte circuite integrate liniare, ca de ex. alimentatorul stabilizat pentru tunere cu varicap TAA 550, amplificatorul de frecvență intermediară sunet și imagine la TV (TDA 440), sincroprocesorul TV (TBA 950), C.I. pentru baleiaj vertical (TDA 1170), amplificatoare operaționale (A 741, M 3900), stabilizatoare de tensiune (A 723), temporizator E 555, senzor magnetic M 230, comutator senzorial pentru tastaturile electronice la TV seria SAS 560 și 561. Alte exemple: amplificatorul operațional A 741 în capsulă cu 8 sau 14 terminale; are domenii largi de aplicații ca: receptor de tensiune, amplificator neinversor sau inversor, integrator ori amplificator de putere cu viteză de variație mare. Toate acestea se aplică în domenii ca robotizarea industrială, mașini-unelte semiautomate sau automate, producția de echipamente audio- video. Din familia lui A 741 fac parte și amplificatorul operațional cuadruplu M 324 și cel dual de tip M 358, care și-au găsit aplicațiile în sisteme de control industrial și la amplificatoarele de curent continuu.
Cristina Ciobanu 